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毕业设计说明书

课 题： 薄壁类零件夹具

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学生姓名

班 级

学 号

指导教师

完成日期

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目 录

摘要-------------------------------------------------3

一、机床夹具概述----------------------------------------4

二、审查零件图样的工艺性--------------------------------5

三、毛坯的选择------------------------------------------5

四、工艺过程设计----------------------------------------6

五、确定机械加工余量及毛坯设计毛图----------------------8

六、工序设计-------------------------------------------10

七、夹具的设计-----------------------------------------13

八、毕业设计小结 --------------------------------------24

致谢---------------------------------------------------25

参考文献-----------------------------------------------26

3 摘要

薄壁衬套是某型发动机火焰筒上的一个零件，加工难度较高。材料为GH135，铁-镍基高温合金，此种合金具有良好的抗氧化性，有高的塑性和韧性，足够的热强性和良好的热疲劳性，是一种难加工材料。并且是薄壁零件，当完成两外圆和内部形状加工之后，零件的壁较薄，受力差，因此要考虑其如何夹紧的问题。为了加工出符合图样要求的零件，必须编制合理的工艺路线，并要求设计专用的夹具。

关键词：薄壁衬套、专用磨床夹具、专用钻模、铣槽夹具、铣弧形面夹具

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一 机床夹具概述

在机械制造中，用来固定加工对象，使这占有正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具；零件检验过程中用的检验夹具；装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中。机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本章所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。

薄璧零件的特点

金属薄壁件具有重量轻，节约材料，结构紧凑，占空间位置少等优点，因此在很多机械产品中经常遇到这种零件。在制造这类零件时采用了不同的加工方法，如用板料进行冲压，滚压焊接和爆炸成型等等。但对于一些截面比较复杂而尺寸精度和表面光洁度要求比较高的薄壁零件经常采用车削加工的方法来达到他的技术要求。所以在车床上车削薄壁零件，是加工薄壁零件一种很普片重要的加工工艺。

薄壁零件也叫薄壳零件。这类零件的壁厚和他的径向或轴向尺寸比较相差悬殊，一般为几十倍或上百倍，因此工件的刚度较弱，给车削带来一定的困难。

如果在车床上车一个孔径40毫米，壁厚3毫米，长50毫米，尺寸公差是二级精度的套，是比较容易做到的。如果要车一个孔径300毫米，壁厚和其他要求和以上要求完全一样的薄壁套，那就困难多了。因为随着孔径的加大工件刚度变弱。这就为工件的装夹和加工带来一定的困难。

薄壁零件的种类很多，在车削加工中经常碰到的有以下几种类型：套类薄壁件，环类薄壁件，盘类薄壁件，板类薄壁件，特种型类薄壁件等。

（1） 套类薄壁件

它的特点是内外圆的直径差很小，轴向尺寸大于径向尺寸，这类零件一般对孔的圆度

柱度各圆度表面的同轴度，空轴线的直度等都有严格的要求 满足这些要求也的比较困难的。

（2） 环类薄壁件

它的特点是内外圆直径差很小，径向尺寸远远大于轴向尺寸，端面面积小这类零件的要求一般于套类零件的要求基本相同，有时他的一个或二个端面对空轴型线的垂直线还有严格的要求。

（3） 盘类薄壁件

它大多成薄壳形状内 外 圆直径相差很小，轴向尺寸差也很小，径向尺寸比轴向尺寸大，一般都有较大的端面面积，这类薄壁件除了对圆柱面的圆度和同轴度有要求外，一般对端面的平面度和端面对空轴线的垂直度有严格要求

（4） 板类薄壁件

这类零件的特点是，他的轮廓尺寸远远大于他的厚度他有很大的端面面积，这类零件一般对于平面度，平行度和壁厚差有严格的要求。

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薄壁衬套是某型发动机火焰筒上的一个零件。该产品年产量为3000台，设其备品率为10％，机械加工废品率为1％现制定该零件的机械加工工艺规程。

N＝Qn(1+α+β)

＝3000(1+10％+1％)

＝3330件/年

薄壁衬套的年产量为3330件，现已知该产品属于轻型机械，根据《机械制造工艺设计简明手册》（李益民）表1.1-2生产类型与生产纲领的关系。可确定其生产类型为中批量生产。

二、审查零件图样的工艺性

薄壁衬套图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但由于衬套的材料是铁-镍基高温合金，此种合金具有良好的抗氧化性，有高的塑性和韧性，足够的热疲劳性，是一种难加工材料。由零件图可知，当完成两外圆和内部形状加工后，衬套的壁较薄，受力差，内部空间位置也较小。要加工出2-Φ416.00mm孔，两外宽1±0.2mm的槽和两外内弧形面，并保证对称，比较困难。如直接夹持衬套加工，不仅容易变形，而且不好直接加工。因此必须设计专用夹具，才能加工出合格的衬套零件。

三、 毛坯的选择

零件材料为GH135,属铁-镍基高温合金，此种合金具有良好的抗氧化性，有高的塑性和韧性，能接受锻造等压力加工成型，零件尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批量生产，故毛坯可采用模锻成型。

零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。即外形做成台阶行，内部孔锻出。

毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。

四、工艺过程设计

⒈ 定位基准的选择

6 本零件是带孔的盘状衬套，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准）。为避免由于基准不重合而产生的误差。应以孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选孔及上端面为精基准。

由于本衬套全部表面都需要进行加工，而孔作为精基准应先进行加工。因此应选外圆及一端面为粗基准，故选Φ34mm外圆为粗基准。

⒉零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有外圆、端面、内孔、圆弧、槽及小孔等，材料为GH135.参考有关加工工艺设计相关手册及资料，其加工方法选择如下：

（1）、Φ41mm的外圆面：公差尺寸为Ф41034.0mm，公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra3.2μm,需进行粗车及半精车。

（2）、Φ34mm的外圆面：公差尺寸为Ф34010.0mm，公差等级为IT5,表面粗糙度为Ra0.8μm，需进行粗车及半精车，粗磨和精磨。

（3）、台阶面：表面粗糙度为Ra3.2μm,需进行粗车及半精车。

（4）、Φ31mm的内孔：公差尺寸为Ф311.00mm，公差等级为IT5,表面粗糙度为Ra1.6μm，需进行粗镗、半精镗及精镗。

（5）、Φ34.5mm的内孔：公差尺寸为Ф

34.530.036.0mm，公差等级为IT9,表面粗糙度为Ra3.2μm。需进行粗镗和半精镗。

（6）、Φ38mm的内槽：公差尺寸为Ф3817.00mm，公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6μm，需进行粗镗、半精镗及精镗。

（7）、成60度的锥面：未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗镗和半精镗。

（8）、弧型面：公差尺寸为22±0.4mm，公差等级为IT10，需进行粗镗即可。

（9）、宽1±0.2mm的对称两槽：宽度公差为1±0.2mm，公差等级为IT10,表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗铣即可。

（10）、端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗车和半精车即可。

（11）、Φ4mm的小孔：公差尺寸为Ф416.00mm，公差等级为IT8, 需进行钻孔和绞孔即可。

⒊制定工艺路线

工序错误!未找到引用源。：以Φ34.5mm 的内孔及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φ34mm及台阶面。

工序错误!未找到引用源。: 以Φ41mm 的外圆面及端面定位，粗镗Φ31mm的内孔。

工序错误!未找到引用源。：以Φ31mm 的内孔及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φ41mm。

7 工序错误!未找到引用源。：以Φ41mm 的外圆面及台阶面定位，粗镗Φ34.5mm的内孔。

工序错误!未找到引用源。：以粗加工后的Φ34.5mm 的内孔及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆Φ34mm及台阶面，倒R=0.5mm的圆角。

工序错误!未找到引用源。：以粗加工后的Φ41mm 的外圆面及端面定位，半精镗Φ31mm的内孔。

工序错误!未找到引用源。：以半精镗后的Φ31mm 的内孔及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆Φ41mm，倒R0.5圆角。

工序错误!未找到引用源。：以半精车后的Φ41mm 的外圆面及台阶面定位，半精镗Φ34.5mm的内孔，倒R=1mm的圆角。

工序错误!未找到引用源。：以半精镗后的Φ41mm 的外圆面及端面定位，精镗Φ31mm的内孔，倒R=0.5mm的圆角。

工序错误!未找到引用源。：以半精镗后的Φ41mm 的外圆面及台阶面定位，粗镗Φ38mm的内孔。

工序Ⅺ：以半精镗后的Φ41mm 的外圆面及台阶面定位，半精镗Φ38mm的内孔。

工序错误!未找到引用源。：以半精镗后的Φ41mm 的外圆面及台阶面定位，精镗Φ38mm的内孔。

工序错误!未找到引用源。：以精镗后的Φ31mm 的内孔及端面定位，粗磨Φ34mm外圆面。

工序错误!未找到引用源。：以精镗后的Φ31mm 的内孔及端面定位，

精磨Φ34mm外圆面。

工序错误!未找到引用源。：以半精车后的Φ41mm 的外圆面及台阶面定位，钻Φ4mm的孔，调整后钻另一Φ4mm的孔；并精绞这两个孔。倒0.5ⅹ45°的角。

工序错误!未找到引用源。：以台阶面及Φ31mm内孔定位，粗铣宽1±0.2mm的对称两槽。

工序错误!未找到引用源。：以Φ41mm 的外圆面及Φ4mm的孔实现定位，粗铣两个不同工位弧形面，倒R=1.5mm的圆角。

工序错误!未找到引用源。：抛光。

工序错误!未找到引用源。：钳工去毛刺。

工序错误!未找到引用源。：终检。

在完成两外圆和内部形状加工后，2-Ф416.00mm孔，两处宽1±0.2mm的槽和两处弧形面，各道工序的安排顺序，决定着衬套的工艺性和经济性。如把加工宽1±0.2mm槽或加工弧形面安排在前，则在加工 2-Φ416.00mm孔时，无准确的定位基准，就不能保证2-Φ416.00mm孔与两槽、两弧形面要求的位置。加工槽和加工弧形面这两个工序，无论哪个工序安排在前，